Hallo,
Ich habe ein Problem bei einer Aufgabe.
Gegeben ist Folgendes:
Zwei Spannungsquellen parallel geschaltet. V1: 10V, 4,3 Ohm ; V2: 12V,
0,375 Ohm
Und da hängt ein Lastwiderstand von 24 Ohm dran. Man soll jetzt das
Netzwerk so verändern, dass beide Spannungsquellen den gleichen Strom
abgeben.
Da es unterschiedliche Quellen sind, müssten ja Ausgleichsströme
fließen, oder?
Ich muss leider zugeben, ich habe keinen Plan.
Ich bin dankbar für jede Hilfe.
LG, Jester
Jester schrieb:> Da es unterschiedliche Quellen sind, müssten ja Ausgleichsströme> fließen, oder?
Ja.
Im Grunde genommen brauchst du nur das Ohmsche Gesetz, dennoch ist die
Aufgabe Kniffelig, weil jede Änderung eines einzelnen Widerstandes die
Spannungsverhältnisse und damit auch die Ströme verändert.
Ich bin auch zu blöd, wenigstens mal mit einem Ansatz oder mit einem
Schaltbild mit eingetragenem Ist-Zustand in Vorlage zu gehen.
Gruß Christa
PS: Aber ich lasse mir hier auch nicht die Hausaufgaben erledigen...
Hast du Vorgaben bezüglich der Leistung am Lastwiderstand?
Wenn nicht kannst du entweder die Quellen in Reihe anschließen oder die
Last zwischen die beiden Spannungsquellen hängen. In beiden Fällen
fließt durch die Quellen betragsmäßig der gleiche Strom.
Ist das so richtig dargestellt?
Als Praktiker würde ich würde ich hinterfragen, ob die Spannungsquellen
wirklich nur Quellen sind, oder auch Senken? Der Mathematiker wird wohl
davon ausgehen, dass sie auch Senken sind - obwohl das in der Realität
sehr unwahrscheinlich ist. Aber die ganze Schaltung ist real sehr
unwahrscheinlich, als scheiß drauf.
Mein erster Ansatz wäre, die Schaltung aufzuteilen, und dann die beiden
Hälften als Gleichung gegenüber zu stellen:
1
4,3Ω 48Ω
2
10V o---[===]---------------[===]-----|
3
4
0,375Ω 48Ω
5
12V o---[===]---------------[===]-----|
Ist das bis hierhin nachvollziehbar?
Nun zur Gleichung:
10V / (4,3Ω + 48Ω) = 12V / (0,375Ω + 48Ω)
Diese Gleichung geht natürlich nicht auf, deswegen sollst du einen
Widerstand ändern - logischerweise entweder die 4,3Ω oder die 0,375Ω.
Die beiden Ausdrücke links und rechts vom Gleichheitszeichen ergeben die
Stromstärke durch den Lastwiderstand. Laut Aufgabe soll der Strom
gleichmäßig aufgeteilt werden. Deswegen habe ich den Widerstand
aufgeteilt (2x 48Ω parallel ergibt die ursprünglichen 24Ω).
Wenn die Bedingung erfüllt ist, dass in beiden teilen der gleiche Strom
fließt, dann hast du an beiden 48Ω Widerständen die gleiche Spannung und
könntest sie wieder zusammen legen, ohne dass sich etwas ändert.
Den Rest kriegst du alleine hin, oder?
Ich habe das Bild von Stefan F. erweitert.
So kannst du das machen.
4,3Ω
10V o---[===]-------------+
| 24Ω
+-------[===]-----|
0,375Ω Rv |
12V o---[===]-----[===]---+
Jester schrieb:> Man soll jetzt das Netzwerk so verändern, dass beide Spannungsquellen> den gleichen Strom abgeben.
Funktioniert nicht, da zunächste der Spannungsverlust der 12V am 0,375
Ohm Innenwiderstand die 10V der anderen 10V Spannungsquelle erreichen
muss. Der Betrag zum Strom ist infolge des 4,3 Ohm Innenwiderstandes der
10V Spannungsquelle sehr gering. (0,375 : 4,3)
Jester,
wir gehen Kartfahren. Ich wiege 100kg und Du 60kg. Was müssen wir
machen, damit ich auch eine Chance habe zu gewinnen?
Habt Ihr im Unterricht eigentlich schon Knoten- und Maschenregel gehabt?
Es geht allerdings auch ohne, iterativ mit Probieren!
Gerald K. schrieb:> Funktioniert nicht, da zunächste der Spannungsverlust der 12V am 0,375> Ohm Innenwiderstand die 10V der anderen 10V Spannungsquelle erreichen> muss.
Nein.
In Deiner Terminologie muss der Spannungsverlust der 12V am 0,375 den
Spannungsverlust der 10V am 4,3 Ohm Widerstand erreichen.
Der "Spannungsverlust" kann auch negativ sein.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Klar geht das, er muss (und soll) nur den richtigen Widerstand> vergrößern.
Verkleinern geht auch, allerdings ist das bei Spannungsquellen eher
unrealistisch, aber formal ist das ja auch nicht verboten.
Das wäre allerdings eine lustige Lösung für Faule...
U1 R1 4,3Ω
10V o---[===]-------------+
| RL 24Ω
+-------[===]-----|
U2 R2 0,375Ω Rv |
12V o---[===]-----[===]---+
Das war der falsche Ansatz.
U2*(RL||R1)/(RL||R1 + R2 + Rv) = U1*(RL||(R2+Rv))/(RL||(R2+Rv) + R1)
|| bedeutet parallelgeschaltet
Hier der Ansatz, dass in jeder Quelle der gleiche Strom fließt.
Die Spannung UL berechnen.
Gx = 1/(R2+Rv)
UL = (U1*G1+U2*Gx)/(G1+Gx+GL)
I1 = (U1-UL)*G1
I2 = (U2-UL)*Gx
I1 = I2
(U1-UL)*G1 = (U2-UL)*Gx
UL durch obige Formel ersetzen. Dann nach Gx auflösen. Das ist eine
aufwendige Rechnerei.
Gx = U1*G1*GL/(2*G1*(U2-U1)+U2*GL)
Rv = 1/Gx - R2
Rv = (2*G1*(U2-U1)+U2*GL)/(U1*G1*GL) - R2
Rv = 14,385 Ohm
Jester schrieb:> Ich habe ein Problem bei einer Aufgabe...
Ich hsbe auch ein Problem...was soll der Quatsch?
Stefan ⛄ F. schrieb:> Als Praktiker würde ich...
...über eine vernünftige Lösung nachdenken.
Man muss nicht auf jeden fahrenden Trollzug aufspringen.
ek13 schrieb:> Helmut S. schrieb:>> Rv = 14,385 Ohm>> Ich komm da auf 14,75 Ohm?
Hast du eine andere Formel herausbekommen oder hast du vergessen die
0,375Ohm abzuziehen?
Jörg R. schrieb:> Man muss nicht auf jeden fahrenden Trollzug aufspringen.
Ich halte das eher für eine typische Schulaufgabe. Meine waren fast
immer so realitätsfern - ich hatte das damals gehasst.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Mein erster Ansatz wäre, die Schaltung aufzuteilen, und dann die beiden> Hälften als Gleichung gegenüber zu stellen:>>
1
> 4,3Ω 48Ω
2
> 10V o---[===]---------------[===]-----|
3
>
4
> 0,375Ω 48Ω
5
> 12V o---[===]---------------[===]-----|
6
>
>> Ist das bis hierhin nachvollziehbar?>> Nun zur Gleichung:>> 10V / (4,3Ω + 48Ω) = 12V / (0,375Ω + 48Ω)>> Diese Gleichung geht natürlich nicht auf, deswegen sollst du einen> Widerstand ändern - logischerweise entweder die 4,3Ω oder die 0,375Ω.
Ein interessanter Ansatz. Man kann natürlich nicht die bereits
vorhandenen Innenwiderstände ändern, aber man kann Rv hinzufügen. Die
von Stefan beschriebene Idee, ist dass man bei gleichem Strom die beiden
48Ohm wieder verbinden kann ohne dass dabei sich etwas an den Strömen
ändert.
U1 R1 4,3Ω 2*RL=48Ω
10V o---[===]---------------------[===]-----|----+
U2 R2 0,375Ω Rv 2*RL=48Ω
12V o---[===]-----[===]-----------[===]-----|----+
U1/(R1+2*RL) = U2/(R2+Rv+2*RL)
...
Rv = ((U2-U1)*2*RL+U2*R1-U1*R2)/U1
Rv = 14,385 Ohm
Das ist sicher die schnellste Lösung. Nochmals Dank an Stefan für diesen
Ansatz.
Vielen Dank für die Erklärungen und die Mühe! Ich habe es jetzt
verstanden.
An die gewissen Leute, die meinen, ich wolle mir hier die Hausaufgaben
machen lassen: Ich sehe keine Schande darin, nachzufragen, wenn man
etwas nicht verstanden hat und sich auf eine Klausur vorbereitet.
LG Jester
Jester schrieb:> Ich sehe keine Schande darin, nachzufragen, wenn man> etwas nicht verstanden hat und sich auf eine Klausur vorbereitet.
Klausur? Dann solltest wenigstens etwas an Lösungsansätzen anbringen.
Jester schrieb:> Da es unterschiedliche Quellen sind, müssten ja Ausgleichsströme> fließen, oder?
Das reicht nicht als Ansatz, ein bisschen mehr Mühe musst du dir schon
geben.
> Ich muss leider zugeben, ich habe keinen Plan.
Ja, aber die Klausur schreibst du?
Stefan ⛄ F. schrieb:> Jörg R. schrieb:>> Man muss nicht auf jeden fahrenden Trollzug aufspringen.>> Ich halte das eher für eine typische Schulaufgabe. Meine waren fast> immer so realitätsfern - ich hatte das damals gehasst.
Du hast dich vermutlich trotzdem erst einmal selber damit
auseinandergesetzt, oder?
Ich weiß nicht, warum dich meine Vorgehensweise so stört bzw. warum man
sich dann mit so einem Thread beschäftigt. Ich bin froh, es jetzt
verstanden zu haben. Nur darum geht es mir.
Jörg R. schrieb:> Du hast dich vermutlich trotzdem erst einmal selber damit> auseinandergesetzt, oder?
Ja sicher. Damals hatte man auch noch kein Internet und in meiner
Familie gab es niemanden mit Elektronik Kenntnissen.
Ich habe mich damit auseinandergesetzt und es nicht hingekriegt. Ich
habe auch keinen Ansprechpartner. Du kennst mich nicht und unterstellst
gleich Faulheit nur weil ich nicht alles so gemacht habe, wie du es
willst.
Jester schrieb:> Ich habe mich damit auseinandergesetzt und es nicht hingekriegt.> Ich> habe auch keinen Ansprechpartner. Du kennst mich nicht und unterstellst> gleich Faulheit nur weil ich nicht alles so gemacht habe, wie du es> willst.
Ich gehe mal davon aus dass du mich meinst, aber es ist ja so schwierig
die Zitatfunktion zu benutzen..:-(
Falsch, ich habe dir keine Faulheit unterstellt, nur fehlende
Eigeninitiative das Problem erst einmal selbst zu lösen. Denn davon kann
ich nichts erkennen.
Jester schrieb:> Zwei Spannungsquellen parallel geschaltet. V1: 10V, 4,3 Ohm ; V2: 12V,> 0,375 Ohm> Und da hängt ein Lastwiderstand von 24 Ohm dran.
Jetzt mal nicht an den TO gerichtet, sondern an alle Anderen hier:
Wo im Leben, in der Elektronik kommt so etwas vor?
Wer lässt sich solche "Aufgaben" eigentlich einfallen?
Ich mach es jetzt noch deutlicher:
Ein 12 Volt Akku und ein 6 Volt Akku sollen parallel geschaltet werden,
wie hoch müsste der Widerstand in Serie zum 6 Volt Akku sein, um
von beiden Akkus den gleichen Strom an einen Widerstand mit 24 Ohm
abzugeben?
Männer!
Welcher Idiot kommt auf solche Ideen?
Da hakelt es bei mir aus...
Mani W. schrieb:> Ein 12 Volt Akku und ein 6 Volt Akku sollen parallel geschaltet werden,> wie hoch müsste der Widerstand in Serie zum 6 Volt Akku sein, um> von beiden Akkus den gleichen Strom an einen Widerstand mit 24 Ohm> abzugeben?
Bei welcher Temperatur??
Mani W. schrieb:> Welcher Idiot kommt auf solche Ideen?
Du bist nicht der erste, der das schreibt. Mein E-Technik Lehrer sagte
mal dazu: Diese Aufgaben bereiten dich darauf vor, im Beruf Dinge zu
tun, die nur deinem Chef oder Auftraggeber sinnvoll erscheinen. Das
erfüllen von Wünschen jenseits der Norm ist das, was einen Fachmann vom
Fachidioten unterscheidet.
Jester schrieb:> Hallo,>> Ich habe ein Problem bei einer Aufgabe.> Gegeben ist Folgendes:> Zwei Spannungsquellen parallel geschaltet. V1: 10V, 4,3 Ohm ; V2: 12V,> 0,375 Ohm> Und da hängt ein Lastwiderstand von 24 Ohm dran. Man soll jetzt das> Netzwerk so verändern, dass beide Spannungsquellen den gleichen Strom> abgeben.> Da es unterschiedliche Quellen sind, müssten ja Ausgleichsströme> fließen, oder?> Ich muss leider zugeben, ich habe keinen Plan.> Ich bin dankbar für jede Hilfe.>> LG, Jester
Easy, du musst den Widerstand bei 12V auf 14,76 Ohm erhöhen.
Mani W. schrieb:> Wer lässt sich solche "Aufgaben" eigentlich einfallen?> Welcher Idiot kommt auf solche Ideen?>> Da hakelt es bei mir aus...
Die Diskussion verstehe ich nicht. Das ist eine ÜBUNGS-Aufgabe. Die
dient zum Üben. Ach... Deshalb finde ich es auch scheiße, wenn hier
Leuten die Hausaufgaben gemacht werden.
Üben um ein Gefühl für die Zusammenhänge zu bekommen. Um das Rechnen zu
üben. Um das Nachdenken zu üben. Um zu üben wie man ein Modell eines
Problems im Kopf formt, einen Lösungsstrategie entwickelt und diese
umsetzt.
Die eigentliche Aufgabe dabei ist völlig uninteressant. Das ist nur
Spielgeld. Die Werte in der Aufgabe sind auch völlig egal. Wen
interessiert es ob auf Spielgeld 10 oder 100 aufgedruckt ist? Niemand
braucht die Lösung wirklich. Die dient nur zur Erfolgskontrolle.
Kommt es in der Praxis vor, dass man Ströme ausbalancieren muss? Ja,
auch wenn mir genau so eine Aufgabe noch nie vor die Flinte kam. Aber
nimm zum Beispiel den klassische gewichteten Summierer mit OpAmp
https://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier_applications#Summing_amplifier
Man könnte zwischen V+ und GND noch einen Widerstand schalten (Offset
kompensieren), dann käme man der Aufgabe noch näher. Nur ist da aus
Sicht eines Anfängers der blöde OP und die Rückkopplung damit V+ ≅ V-.
Dann doch lieber die einfache Übungsaufgabe.
Michael Gugelhupf schrieb:> Die Diskussion verstehe ich nicht. Das ist eine ÜBUNGS-Aufgabe. Die> dient zum Üben. Ach... Deshalb finde ich es auch xxxxxx, wenn hier> Leuten die Hausaufgaben gemacht werden.>> Üben um ein Gefühl für die Zusammenhänge zu bekommen. Um das Rechnen zu> üben. Um das Nachdenken zu üben. Um zu üben wie man ein Modell eines> Problems im Kopf formt, einen Lösungsstrategie entwickelt und diese> umsetzt.
Genau.
Jörg R. schrieb:> Jester schrieb:>> Ich sehe keine Schande darin, nachzufragen, wenn man>> etwas nicht verstanden hat und sich auf eine Klausur vorbereitet.>> Klausur? Dann solltest wenigstens etwas an Lösungsansätzen anbringen.>> Jester schrieb:>> Da es unterschiedliche Quellen sind, müssten ja Ausgleichsströme>> fließen, oder?>> Das reicht nicht als Ansatz, ein bisschen mehr Mühe musst du dir schon> geben.Jörg R. schrieb:> Falsch, ich habe dir keine Faulheit unterstellt, nur fehlende> Eigeninitiative das Problem erst einmal selbst zu lösen. Denn davon kann> ich nichts erkennen.Peter M. schrieb:> Jester,>> wir gehen Kartfahren. Ich wiege 100kg und Du 60kg.
a) woher weißt du wie schwer Jester ist?
> Was müssen wir machen, damit ich auch eine Chance habe zu gewinnen?
Wir im Sinne von Jester? Da muss Jester gar nichts machen, Du bist doch
zu schwer? Als Alternativ kannst Du natürlich Gewichte in Jesters Kart
schmuggeln?
Außerdem sind 100 kg gar nicht so ungewöhnlich, es redet nur kaum jemand
ehrlich darüber.
Ich wiege 95 kg, die meisten Menschen schätzen mich aber auf 80 kg.
Vielleicht deswegen, weil ich darin nichts ungewöhnliches sehe. Sexy
ist, wer sich sexy fühlt. Dafür bin ich zu alt, aber ihr versteht worum
es geht.
